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基于GPRS的树电及其环境信息无线实时监测技术研究

蒋丽媛  
【摘要】:活立木内部与其生长的土壤之间存在持续、稳定的电势差(树电),但其产生机理尚不明确。需要24小时连续监测树电数据,然后分析其变化规律及其与环境参数的关系,并得出有效的结论,可为后续的机理研究提供相关的理论依据,进而利用适当的微能量收集技术将其收集并利用。基于以上背景,本文研究了树电及其环境信息的采集监测技术,主要成果如下: 1、对北京林业大学校园典型林木(白蜡、杜仲)的树电进行了人工测量研究,在活立木与土壤之间串联12kΩ负载电阻构成回路,测得负载两端树电电流和电压分别是μA级(100μA以下)和mV级(1000mV以下),获得了树电的能量等级范围,为后续收集、升压与储存电路设计提供了依据。 2、为了收集到最大和稳定的电能,实验研究了铜、铝、铁等不同材料以及尺寸规格的土壤端电极对电能收集的影响规律,表明采用规格为100mm×100mm×3mm的铜质平板电极可获得较大的电能。 3、研制了一种基于GPRS的活立木树电参数及其环境信息无线采集监测系统,包括硬件装置和软件平台。该系统可对树电电压、空气温湿度、土壤温湿度以及太阳光照强度信息参数进行24小时连续远程无线采集,采集时间间隔可调,系统相对误差约2%,为树电产生机理研究提供了技术支撑。


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